超临界水冷固态实验包层中子学研究

摘要

基于ITER实验包层方案,提出了一个混合球床超临界水冷实验包层概念设计方案.设计采用Be、Be12Ti作为中子倍增剂,Li4SiO4作为氚增殖剂.包层前端采用分层球床以提高热沉积与氚增殖率,包层后端采用混合球床以简化包层结构.采用FENDL2.1核数据库及MCNP程序自带的核数据库,利用MCNP程序分析计算了一维包层内各种材料含量、比例、份额对包层氚增殖率与热沉积的影响,并从八种不同结构方案设计中选取了最优包层结构.结果表明:包层功率密度分布比较合理;包层前端厚度的增加有利于提升热沉积总量以及氚增殖率;优化后包层氚增殖率最高能够达到1.24,能够满足运行中氚自持的要求.